所属： 石川工業高等専門学校 機械工学科 研究タイトル： 異種材塑性接合法の開発 氏名： 加藤亨 ／ KATO Toru E-mail： [email protected] 職名： 教授 学位： 博士（工学） 所属学会・協会： 塑性加工学会，自動車技術会，日本工学教育協会 キーワード： 異種金属接合，塑性加工，構造解析，塑性接合 技術相談 提供可能技術： ・板成形，鍛造成形技術 ・構造解析手法の構築 ・ 高比強度異種金属材の塑性接合法の開発 ものづくりには軽量化の技術が不可欠である．軽量化には高比強度材の 使用が有効であり，昨今ではアルミ合金や高張力鋼板の使用が着目され ている．しかしながらアルミ合金板と高張力鋼板のような異種金属の接合は 融点の違いから従来のスポット溶接での接合が困難である．そこで，メカニ カルクリンチングやセルフピアシングリベットなどの塑性接合法を提案する． 板の変形でありながら鍛造加工の概念を取り入れ接合のメカニズムを構築 し，これまでにアルミ合金板と高張力鋼板の接合を可能にしてきた．塑性接 合法は 1 打点あたりの荷重は小さいが図 2 に示すように接合部の応力集 中が非常に小さいことから，疲労強度が大きく，アルミ合金板の接合では 図 3 に示すように高サイクル域において従来のスポット溶接を上回る性能を 有している．中でもメカニカルクリンチングはランニングコストが小さく，量産 に適した工法であり，軽量化構造体の促進に貢献できると考えられる． 要求事項 軽量化 高強度化 新しい 取り組み アルミ合金板，高張力鋼板に よる高比強度板の検討推進 従来工法 融点の違い 脆い金属間化合物発生 新しい接合法が必要 軽量・高強度構造体の実現化 研究内容： これまでの 研究成果 塑性接合法の開発 今回の 研究目的 接合強度のメカニズム構築 最大主応力/降伏応力 1.0 図1 0.8 せん断引張疲労強度 / kN 4 0.6 上板 上板 0.4 0.2 下板 (a) セルフピアス リベッティング 下板 上板 (b) メカニカル クリンチング (c) スポット溶接 0.0 A5052,1.5mm 440MPa,1.4mm 図 2 アルミ合金板接合における応力集中 研究の狙い A5052, 1.5mm 440MPa, 1.8mm 440MPa, 1.8mm A5052, 1.5mm セルフ ピアシング リベット 3 2 A5052, 1.5mm A5052, 1.5mm メカニカル クリンチング A5052, 1.5mm A5052, 1.5mm 1 0 4 10 5 10 6 10 繰り返し回数 n 抵抗 スポット溶接1） 7 10 図 3 せん断引張疲労強度の比較 提供可能な設備・機器： 名称・型番（メーカー） 25 トン引張試験機 光学顕微鏡 SEM，EDS ビッカース硬度計 マイクロビッカース硬度計 ファインカッター
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